Орошение дождеванием в зоне неустойчивого увлажнения

β-коэф.,учитывающий снижение скорости впитывания при дождевании β=0,8

Расчет скорости впитывания сводим в таблицу

Таблица 2

t , час	0,5	1	2	3	5	7	9	10
,м/час	0,05	0,03	0,02	0,019	0,015	0,012	0,011	0,01

 

На основе данных Т.2. строим график зависимости скорости впитывания воды в почву от времени

Далее определим среднюю интенсивность дождя,создаваемого дождевальной машиной

Р=  м/час

QДМ-расход ДМ л/с  ;

Fпоз -площадь полива с одной позиции  м2

Рассчитаем время полива с одной позиции

tпоз=  ,час

m0-поливная норма,выраженная в виде слоя в м,   

m0= = 0,0275,м      (m=275)

расчет сведем в таблицу

таблица 3

ДМ	Q ,л/с	Fпоз (b*c)	P , м/ч	tпоз , час
«Ладога»	60	460х108	0,004	6,875
«Фрегат»	40	454х40	0,008	3,437
«Волжанка»	64	400х18	0,032	0,859
«Ока»	100	400х36	0,025	1,1

 

На основании сравнения V впитывания воды в почву и интенсивности дождя делаем вывод,что все машины подходит для орошения на данном участке

5.  требования на соответствие  площадей и конфигурации орошаемого  участка размеру ДМ

На плане будет выбрано место под севооборот с заданной площадью 500 га

6.  окончательно принимаем  для полива восьмипольного зерно-кормового севооборота ДМ «Ладога»

Дождевальная машина с электроприводом фронтального перемещения шланговая "Ладога" предназначена для полива кормовых, зерновых, овощных, технических культур, включая высокостебельные, на площадях со спокойным рельефом, в том числе с низкой несущей способностью почвы. Дождевальная машина "Ладога" может быть использована взамен выходящих из строя, отработавших свои срок службы дождевателей "Днепр", и устанавливаться на построенных оросительных системах под указанные дождеватели, а также на вновь вводимых площадях орошения.

Полив участка осуществляется при фронтальном движении дождевальной машины, с подачей воды от гидрантов по гибким шлангам.

Водопроводящий трубопровод машины состоит из трубопроводов ферменной конструкции, опирающихся на самоходные тележки и консольных трубопроводов с тросовой подвеской. На водопроводящем трубопроводе располагаются короткоструйные низконапорные дождеватели, обеспечивающие равномерный слой осадков по площади орошения.

Колеса опорных тележек, оборудованные облегченными пневмошинами с грунтозацепами, приводятся в движение электродвигателями, через самотормозящиеся червячные редукторы. Включение и отключение электродвигателей тележек, а также их движение "в линию" и "по курсу" обеспечивается автоматической системой управления электроприводом. Запуск в работу, остановка, реверс, а также изменение скорости движения машины и, следовательно, нормы полива осуществляется со щита управления. Электропитание машины производится от автоматизированной дизель-генераторной установки, расположенной так же, как и щит управления на центральной тележке.

Машина "Ладога" оборудована системой аварийной защиты при перепадах электропитания и снижении давления оросительной воды, а также автоматической системой остановки в местах переключения шлангов подачи воды от гидрантов.

Достоинства:

- легкость управления;

- полная автоматизация  процесса полива, обеспечивающая  устойчивую круглосуточную работу  машины;

- высокое качество дождя  с каплями до 1,0 мм и малой  интенсивностью обеспечивает хорошую  промачиваемость почвы при отсутствии ирригационной эрозии и достаточную равномерность распределения осадков по площади;

-возможность полива высокорастущих  культур;

-высокий коэффициент земельного  использования по сравнению с  дождевальной машиной кругового  действия;

- низкая трудоемкость  эксплуатации и обслуживания;

- возможность проводить  различные виды поливов, в том  числе противозаморозковые, противосуховейные, увлажнительные, удобрительномелиоративные;

- возможность перегона  машины без полива;

- низкое энергопотребление;

Глава 6. Организация территории севооборотного участка

Организация территории –это назначение постоянных границ с/х угодий

Организация территории орошаемого участка должна обеспечить экономически более выгодное и технически совершенное размещение полей севооборота,оросительной сети,водосборной сети,дорог и лесополос

Севооборотный участок должен располагаться компактно и как можно ближе к источнику орошения.Место под участок выбирают с учетом допустимых уклонов

Вдоль источника орошения  предусматриваем создание водоохраной зоны шириной не менее 100-1500 м . Земли водоохраной зоны исключаются из орошения с тем,чтобы предотвратить эрозию почв вдоль водоисточника и попадания в него удобрений,ядохимикатов,используемых на полях

Основные требования,предъявляемые к размерам и конфигурации полей с/о:

1.  поля должны быть  правильной прямоугольной формы

2.  пложади полей должны быть одинаковыми,достигается отклонение по площади не более 10%

3. соотношение сторон полей  не должно превышать 3:1

4. размеры полей должны  быть увязаны с параметрам ДМ

Площадь нетто Fнт- полощадь,с которой собирают урожай

Площадь брутто Fбр – площадь полезных отчуждений (дороги,лесополосы,оросительная сеть)

КЗИ=    КЗИ=0,95-0,96  (коэффициент земельного использования)

=500     = КЗИ * = 475

=475/8= 59,375 *104 

 

          х =   = 645 м

определим число гидрантов

n=645/108≈6         х=6*108=648 м

принимаем вторую сторону    х=648 м

пересчитаем 

=648*920/104 = 59,6

Тогда =59,6*8=476,8

Окончательно принимаем размеры полей     920х648

Глава 7. Проектирование оросительной сети в плане

Оросительная сеть проектируется таким образом ,чтобы своевременно обеспечивать подачу воды на поля в требуемом количестве и в заданные сроки, то есть согласно режиму орошения. Вода к севообороту подается с помощью главного трубопровода (ГТ). Внутри севооборота вода распределяется с помощью распределительных трубопроводов (РТ) и поливных трубопроводов (ПТ),на которых расположены гидранты закрытой оросительной сети.

Принципы проектирования закрытой оросительной сети при дождевании.

1. ГТ (магистральный МТ) проектируется  по кратчайшему расстоянию от  насосной станции(нс) до полей севооборота.

2. РТ проектируется по  границам полей и должны иметь  наименьшую возможную протяженность.

3. ПТ проходят по полям. Длина одного трубопровода не должна превышать 2-2,5 км.

Преимущества закрытой оросительной сети.

1. Высокий КПД(отсутствие потерь на фильтрацию и испарения).

2. Отсутствие помех для  механизации сельхоз работ.

3. Возможность применения  этой сети при сложном рельефе.

4. Хорошие условия для  автоматизации полива.

Недостатки закрытой оросительной сети.

1. Высокое капиталовложение.

2. Потребность в трубах  и электроэнергии.

На плане проектируем дороги, лесополосы и гидротехнические сооружения(ГТС). Вдоль полей севооборота запроектированы грунтовые дороги и лесополосы с одной стороны. Запроектированы следующие ГТС:

1. Распределительный колодец (распределяет воду по ПТ).

2. Вантуз - служит для выпуска воздуха и устанавливается на повышенных местах или на изломах местности.

3. Сбросной колодец - устанавливается в пониженных местах трубопровода или на изломе.

 

 

Глава 8. Определение числа ДМ и расчетных расходов сети

8.1. Определение производительности  дождевальной машины

Расчетные расходы сети зависят от одновременно работающих ДМ и их расходов.

Чтобы определить кол-во одновременно работающих ДМ проводим расчет их производительности

Производительность ДМ-это площадь, политая за единицу времени

1. сменная производительность  Fсм=      == 4,26 (га)

QДМ- расход ДМ в л/с

tсм- время работы машины за смену (7-8)

Ксм-коэф.  использования рабочего времени на поливе за смену (исходные данные Ксм=0,78)

m-поливная норма (m=275)

Кисп- коэф. , учитывающий испарение воды с капель дождя  принимаем Кисп=1,15

2. суточная производительность  Fсут= ==8,09 (га)

tсут- время работы машины за сутки    tсут=tсм*S= 8*2=16

S-кол-во смен    S=2÷3

Ксут-коэф. использования рабочего времени на поливе за сутки    Ксут=0,74

3. сезонная производительность  Fсез= ==92,3 (га)

Тсез- время работы машины за сезон, принимаемое в зависимости от региона расположения участка орошения. Для Волгоградской области принимаем Тсез =100

-средневзвешенная оросительная  норма за вегетационный период = 2225

С-коэф. ,учитывающий долю часов работы машины на поливе за сутки

С= = =0,67

Ксез=0,68

4. производительность ДМ  в напряженный период

Fнапр=Fсут*tнапр*  = 8,09*10*= 74,43 (га)

Tнапр-продолжительность напряженного периода полива 10÷15 сут

Из Fсез и Fнапр выбираем минимальную производительность ,т.е. расчетной производительностью является  Fнапр =74,43 (га)

Определим число ДМ ,необходимых для полива с/о участков

Число ДМ на с/о

NДМ= ==6,4=7 ДМ

nДМ= ==0,73= 1 ДМ

tполя принимаем  от 7 до 10 суток

Принимаем для полива проектируемого севооборотного участка 7 основных и 1 запасную ДМ "Ладога".

8.2. Расчетные расходы  оросительной сети

При поливе дождеванием расчетные расходы оросительной сети по ее участкам зависят от расстановки ДМ на полях одновременного полива

Последовательность орошения полей в реальных условиях определяется ротацией, для чего составляют технологические схемы полива на разные годы ротации, выбирают наиболее невыгодный вариант и по нему расставляют машины на полях

Т.к. эта работа очень трудоемка в К.П. условно за самый невыгодный вариант можно принять схему  расстановки машин на последних гидрантах самых удаленных полей

Схема к расчету расходов воды на оросительной сети показана на рис.

Глава 9. Гидравлический расчет оросительной сети.

Цель гидравлического расчета - определение параметров поперечного сечения(диаметр), скоростей и сравнение их с допустимыми. Необходимо выбрать материал труб, которые зависят от напора:

при Н≤70м и D<500мм применяют асбестоцементные трубы;  

при Н>70м и D-любое применяют стальные трубы.

Предварительно для расчетов принимаем асбестоцементные трубы.

Гидравлический расчет основан на формуле равномерного движения: Q=ω*v,

где ω-площадь поперечного сечения,

 v-скорость течения воды vmin≤v≤vmax, где vmin = vзаиления, которая зависит от количества и крупности частиц, содержащихся в воде. Принимаем vзаиления=0,5 м/с.   vmax=vразмыва, которая ограничивается опасностью гидравлического удара. Принимаем vразмыва=2,5.

Расчет будем вести по таблице Шевелева. Весь расчет сводим в таблицу. Для этого необходимо определить расходы Брута.

Расход Qнт- расход, поступающий непосредственно к корням растений.

 Qбр - расход Qнт с учетом потерь.

Между собой Qбр и Qнт связаны КПД. η= Qнт/Qбр. Принимаем КПД трубопровода 0,98-0,99.            0,98 принимается при длине участка l >1км, 0,99 -при l <1 км.

Таблица

участки	Qнт,л/с	Qбр,л/с	l,км	Д,мм	V,м/с	1000i,м/км	hl,м	hм ,м	h, м	материал труб
1-2	60	64,64	0,64	200	2,32	26,1	16,7	1,7	18,4	асбестоцементные
2-3	120	121,21	0,64	300	2,0	12,4	7,9	0,8	8,7	асбестоцементные
3-4	180	181,81	0,64	350	2,23	12,9	8,3	0,8	9,1	асбестоцементные
4-5	240	242,42	0,64	400	2,3	11,7	7,5	0,8	8,3	асбестоцементные
5-6	60	64,64	0,64	200	2,32	26,1	16,7	1,7	18,4	асбестоцементные
6-7	120	121,21	0,64	300	2,0	12,4	7,9	0,8	8,7	асбестоцементные
7-8	180	181,81	0.64	350	2,23	12,9	8,3	0,8	9,1	асбестоцементные
8-9	240	242,42	0,64	400	2,3	11.7	7,5	0,8	8,3	асбестоцементные
9-10	240	242,42	0,32	400	2,3	11,7	3,7	0,4	4,1	асбестоцементные
10-11	240	242,42	0,32	400	2,3	11,7	3,7	0,4	4,1	асбестоцементные
11-нс	420	424,24	1	500	2,57	11,1	11,1	1,11	12,21	асбестоцементные